[發明專利]汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區超聲波檢測方法

有效

• 申請號: 201410702813.5
• 申請日: 2014-11-29
• 公開（公告）號: CN104458909B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 駱光林
• 申請（專利權）人: 無錫透平葉片有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/30;G01N29/24
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 陶純佳

技術領域

本發明涉及無損探傷技術領域，尤其是汽輪機葉片焊縫缺陷檢測領域，具體為汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區超聲波檢測方法及探頭。

背景技術

汽輪機組的末級或次末級葉片，為了防水蝕通常在葉片頂部迎水側會采用釬焊方法焊接一片司太立合金片，傳統的釬焊質量檢測方法是通過X光射線照相來檢測合金片與母材的未熔合缺陷，通過表面滲透檢測來檢查表面氣孔和裂紋，一般都能保證其質量。但對某些未熔合缺陷，由于其間隙極小，并呈薄片狀垂直于射線束方向，因此X射線照相的分辨率較低。一般這類缺陷產生是由于焊接質量不合格而多次返修、或因葉片型面矯正使得葉片變形量大，造成熔合區中內應力增大，易在葉片母材與焊接材料間脫開，并且熔合區脫開的間隙非常細小，X射線照相無法檢出，易造成隱患。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區超聲波檢測方法，其能克服傳統X光射線照相無法有效檢測出汽輪機葉片的司太立合金片與母材的間隙極小的未熔合缺陷，從而保證產品生產質量。為此，本發明還提供了專用超聲波檢測探頭。

汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區超聲波檢測方法，其根據超聲波脈沖反射法對汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區進行未熔合缺陷掃查檢測，其特征在于：其中超聲波探傷儀的超聲波探頭采用雙晶直探頭，所述雙晶直探頭的頻率為5Hz，掃查檢測時所述雙晶直探頭的移動方向與所述雙晶直探頭中的隔聲層垂直，在掃查的過程中觀察所述超聲波設備的波形顯示屏，根據所述波形顯示屏上顯示的波形圖來分析確定所述司太立合金片焊縫區是否存在未熔合缺陷，若存在未熔合缺陷則繼續用所述雙晶直探頭掃查所述司太立合金片焊縫區來檢測所述未熔合缺陷的橫向長度、縱向長度。

其進一步特征在于：

所述雙晶直探頭的掃查方向包括X方向掃查和Y方向掃查，所述X方向掃查時所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長度方向平行，所述雙晶直探頭作垂直于所述司太立合金片的長度方向移動，所述Y方向掃查時所述雙晶直探頭的隔聲層與所述司太立合金片的長度方向垂直，所述雙晶直探頭作平行于所述司太立合金片長度方向移動。

其進一步特征還在于：

在對所述汽輪機葉片的司太立合金片焊縫區進行未熔合缺陷掃查檢測前制作對比試塊，并通過所述對比試塊來調節超聲波設備的檢測靈敏度和掃描距離。

所述對比試塊包括一塊與待檢汽輪機葉片材料一致的葉片本體材料和一塊司太立合金片，所述葉片本體材料與所述司太立合金片釬焊連接，并且通過射線檢測及高靈敏度的超聲檢測確認所述試塊無焊接缺陷；

所述對比試塊的葉片本體材料的厚度為4mm，所述葉片本體材料的長度、寬度均略大于所述司太立合金片的長度、寬度，所述葉片本體材料的中心位置沿厚度方向開有一個直徑為3mm通孔，所述葉片本體材料與比其略小的司太立合金片通過釬焊連接在一起后，所述通孔即形成一個Φ3平底孔（FBHΦ3）。

所述通過所述對比試塊調節超聲波設備的檢測靈敏度和掃描距離的具體操作為，將探頭置于所述對比試塊的司太立合金片側，找出所述Φ3平底孔的最高回波并調至80%滿屏高，作為檢測靈敏度；將所檢出的不連續性信號幅度與已知反射體所產生的基準信號幅度相比較，得出相對于所述不連續性信號的大小（相對于FBHΦ3）；通過所述Φ3平底孔最高回波的反射位置調節超聲波設備的掃描距離。

所述雙晶直探頭，包括殼體、一個發射晶片和一個接收晶片，所述發射晶片和接收晶片左右對稱安裝于所述殼體內，并且兩個晶片之間設置有隔聲層；所述兩個晶片的角度θ在6°～10°范圍內；所述雙晶探頭的探測面直徑為5mm；所述雙晶探頭的頂端手持面直直徑為20mm。

本發明的有益效果在于：其能有效克服傳統無損檢測方法的局限，快速、準確地對汽輪機葉片司太立合金片焊接區域進行缺陷檢測，極大的改善檢測工作效率，降低檢測成本，有效保證產品的質量；其中采用脈沖反射法對末級葉片的合金片區超聲波檢測時，能有效展開反射波與始波的間距，容易對缺陷波進行判別；同時，其對多層界面往復穿透底波與復合界面的反射底波能很容易區分開來，因而能有效保證檢測精準度。

附圖說明

圖1為本發明超聲波檢測方法中雙晶直探頭沿X向掃查的示意圖；

圖2為本發明超聲波檢測方法中雙晶直探頭沿Y向掃查的示意圖；

圖3為本發明超聲波檢測方法中對比試塊的結構示意圖；

圖4為圖3的俯視結構示意圖；

圖5為本發明超聲波檢測探頭的結構示意圖；